Um feixe de laser de intensidade inédita foi
desenvolvido na Universidade do Michigan. Mas qual é sua potência
efetiva, e para que finalidade ele será utilizado? A Nature ouviu os
responsáveis pelo projeto para responder algumas das principais
questões envolvendo o tema.
Estamos mesmo falando do laser mais intenso do universo?
Sim. É isso que os cientistas que estão trabalhando no laser
"Hercules", da Universidade do Michigan em Ann Arbor, alegam.
"Trata-se do laser de maior intensidade que já foi demonstrado",
afirma Karl Krushelnick, membro da equipe que está conduzindo a
experiência.
A intensidade de um feixe de laser é o volume de energia que ele
produz por unidade de tempo e unidade de área. O feixe recordista na
verdade tem baixo nível energético - apenas 20 joules, ante os cerca
de oito mil que um drops comum armazena - mas essa energia é
comprimida em um ponto muito pequeno, com cerca de 1,3 micrômetros
de diâmetro, ou cem vezes mais fino que um cabelo humano, por um
prazo de apenas 30 femto-segundos (quatrilionésimos de segundo).
Assim, o feixe tem uma intensidade duas ordens de magnitude superior
à mais alta que havia sido atingida anteriormente.
O feixe também pode pulsar uma vez a cada 10 segundos. Outros
lasers, mais poderosos, podem na melhor das hipóteses, pulsar uma
vez por minuto, e não podem ser concentrados em um ponto tão
pequeno.
Como os pesquisadores conseguiram esse resultado?
Usaram uma técnica chamada de amplificação de pulso trinado. O feixe
de laser é distendido com um amplificador óptico que o torna muito
mais longo que o habitual, e depois comprimido de volta a um pulso
menor. Isso elevou a potência do laser "Hercules" de titânio-safira
de 50 terawatts a 300 terawatts, e essa potência foi concentrada em
um ponto reduzido a fim de produzir o feixe de intensidade recorde.
É o mais poderoso feixe já produzido?
Não. Existem lasers na faixa dos petawatts, ou quatrilhões de watts.
Por exemplo, o laser Astra-Gemini, do Laboratório Rutherford
Appleton, em Harwell, no Reino Unido, inaugurado em novembro de
2007, conta com um laser de 0,5 petawatt.
O que será feito com esse feixe superintenso?
Um laser dessa intensidade representa território inexplorado. Os
elétrons de qualquer material que o feixe atinja seriam acelerados
até perto da velocidade da luz, o que os levaria do mundo da física
clássica para o da física relativista ou quântica. Teoricamente
seria possível fazer com que elétrons viajem rápido a ponto de
aumentar suas massas.
Mas, por enquanto, as aplicações do feixe "Hercules" de alta
intensidade provavelmente estarão na melhora da tecnologia de laser
atual. Por exemplo, um feixe intenso como esse poderia tornar
possível ferramentas poderosas como a fonte de luz Diamond, do
laboratório Rutherford Appleton, mas no espaço de um pequeno
laboratório, e não de cinco campos de futebol.
Há também a chance de que o feixe de alta intensidade possa ser
investigado em termos de poder de fusão. No momento, é possível
deflagrar fusão nuclear com um laser de alta energia. Kruselnick diz
que o feixe do "Hercules" poderia ser usado para ajudar a
compreender a física desse processo.
E se o feixe me apanhar?
"Você sairia seriamente queimado", diz Krushelnick, mas não de modo
terrível - lembre-se de que o feixe contém pouca energia e só dura
30 femto-segundos. E você terá 10 segundos para se mover o 1,3
micrômetro necessário a escapar do próximo pulso.
